Что такое вулкан

Вулканы и землетрясения, сильные бури, тайфуны и другие стихийные явления природы издавна приводили в смятение, ужасали и подавляли человеческий ум. Они возбуждали страх и суеверие, были предметом удивления и почитания. В древнем творчестве народов, живших у Средиземного моря, встречается много красочных описаний деятельности вулканов. Мифы и легенды, сказки и народный эпос рассказывают о сверхъестественной, магической силе огнедышащих гор.

Мифы и легенды о вулканах

Необъяснимость, кажущаяся сверхъестественность вулканов приводила к тому, что в глубокой древности люди считали огнедышащие горы божествами. Греческая мифология рассказывает о Гефесте, сыне Зевса и Геры, боге огня. Культ Гефеста особенно прочно привился в тех местностях, где действовал подземный огонь. Липарские острова и вулкан Этна в Сицилии, например, считались кузницами Гефеста. На острове Лемнос был вулкан Мосихл, который оставил память о себе в легендах о «лемносском огне». «Когда Гефест отдыхает — вулкан спокоен, когда работает — вулкан действует» — думали поклонники бога огня.

Где не было вулканов, Гефест отождествлялся с огнем вообще. В этих случаях у него появлялся «конкурент» в лице древнегреческого бога огня Прометея. В римской мифологии мы тоже встречаемся с богом огня, но здесь его называют Вулканом. В Риме был очень древний храм, посвященный богу Вулкану. Около храма проводились народные собрания, устраивался праздник в честь бога Вулкана — вулканалий. В это время совершались торжественные жертвоприношения.

Однако вулканические божества, как и большинство других богов, созданных фантазией людей, не довольствовались только плодами земли или сообществом умерших воинов. Своими подземными толчками, оглушительными извержениями и разрушительными потоками лавы они, как считали жрецы, требовали человеческих жертв. Под влиянием смешанного чувства ужаса и жестокости поклонники многих религий с необыкновенной торжественностью бросали жертвы в зияющие пучины гигантских «костров», чтобы умилостивить вулканические божества. Так, в 1637 году в Японии, на острове Киу-Сиу (остров Кюсю), были истреблены все приверженцы христианской религии, их сотнями бросали в кратер вулкана Ундзен, или, как его называли, «Гора горячих ключей». Но эти жертвы, конечно, не успокоили гнева «раздраженных богов». Есть упоминание о том, что к концу восемнадцатого столетия гора Ундзен и соседние с ней вулканы причинили своими извержениями громадные бедствия.

Христианские миссионеры в Америке смотрели на огнедышащие горы Нового света как на творения дьявола. Нередко сюда к краю кратера отправлялись целые процессии, чтобы провести заклинания против «нечистой силы». Так, одно из преданий рассказывает о том, Что в Никарагуа монахи поднялись для заклинаний на страшный вулкан Момотосибо, чтобы успокоить его и прекратить извержение. Однако с горы никто не возвратился — заклинания и мольбы оказались бессильными, и монахи погибли при извержении вулкана.

В Иране, в 60 километрах от южного побережья Каспийского моря, расположен вулкан Демавенд. Вот что повествует о нем легенда. Царь Альферндун заключил в пещеру под Демавендом великана до имени Биурам. С тех пор вокруг слышно рычание рассерженного великана. Из расщелин выходит дым — его дыхание, вспыхивают молнии, которыми светятся глаза Биурама.

У очень многих народов существовал культ поклонения огнедышащим горам. Когда-то весь остров Ява за красоту и силу вулканов был посвящен богу-разрушителю Сиве. Поклонники этого страшного бога строили свои храмы в 1кратерах. Развалины некоторых храмов можно найти и сейчас. Самый высокий вулкан острова — Семеру считался священной горой, а о вулкане Зембинг, поднимающемся в центре острова, туземцы говорили, что это «гвоздь, прикрепляющий остров к Земле».

Еще совсем недавно немногочисленная секта поклонников Сивы жила на одной из песчаных равнин, бывшей когда-то кратером вулкана Тснгерар. Туземцы ежегодно взбирались на вершину действующего кратера и с большой торжественностью бросали рис в кратер вулкана, считая его пастью чудовища.

А на острове Новая Зеландия вечно дымящееся жерло вулкана Тонгариро туземцы считали единственным местом, достойным принять тела умерших великих вождей. По их мнению, брошенные в кратер обретали вечный покой среди богов.

Мы уже говорили, как относились христианские миссионеры к вулканам. В средние века христиане думали, что средиземноморские вулканы служат местом вечного наказания великих грешников, что под землей их жарят на раскаленных сковородах черти. Вулканы же породили в уме запуганных религией людей сказку о геенне огненной. В одной из священных книг указывается, что через вулкан Этна души грешников входят в ад, где отбывают вечное наказание все грешники христиане.

Христианские священнослужители пытались также по-своему объяснить людям строение Земли, действие вулканов и землетрясений. Например, в 1664 году иезуит А. Кирхер представил схему строения Земли. Землю сотворил бог, говорил иезуит, а очаги огня согревают ее. Это — ад. Центральное ядро Земли заполнено огнем, пустоты же, расположенные ближе к поверхности, — огнем, водой и воздухом. Вулканы — отдушины подземного огня. Эта идеалистическая теория жила долго, она положила начало представлениям вулканистов или плутонистов (по имени римского бога огня — Вулкана и бога подземного царства — Плутона) о строении Земли и вулканов.

Много увлекательных сказов и басен о вулканах нашей Родины сложили камчадалы. Их фольклор ярок и многообразен. Всем известным горам, горячим ключам и вулканам они приписывали чудодейственную силу. Горячие ключи, по их мнению, населены «вредительными духами», а вулканы — «душами умерших».

По сказаниям камчадалов, в вулканах живут горные боги, называемые «камули», или «малые души» — Они якобы питаются рыбой, которую приносят в ночное время, нанизывая по одной на каждый палец. Ходят они за ней по воздуху в море, а потом варят и пекут ее по обычаю камчадалов. Вместо дров употребляют китовое сало и кости. Доказательство тому — огонь и дым, идущий из гор. Землетрясения же происходят, по их мнению, тогда, когда Козей, собака подземного бога Туйла, на которой он под землей ездит, отряхивает с себя снег.

Мифы и легенды нередко рассказывали о действительных, реальных событиях: о вулканических извержениях, землетрясениях и других явлениях природы. Однако объяснения этих ‘процессов в легендах всегда носили религиозный, мистический характер.

Древние теории происхождения вулканов

Рассказы путешественников о Земле и океане, о вулканах и извержениях, наблюдения землепашцев за почвой, строителей — за горными породами, воинов — за местностью постепенно позволяли людям накапливать новые данные о нашей планете. Сведения о Земле менялись, становились более реальными. Исследования ученых помогали раскрывать ошибочность мифических представлений. На смену мифам и сказкам приходили научные гипотезы и теории.

Многие из них, с точки зрения современной науки, кажутся нелепыми. Однако не следует забывать, что для своего времени они подчас были толчком к пробуждению научной мысли, еще одним шагом (пусть небольшим) по пути к правильному пониманию процессов, происходящих в недоступных для человека глубинах Земли.

Гипотез и теорий было очень много, но мы расскажем только о тех, которые оставили заметный след в решении проблем возникновения Земли и вулканов, в определении их возраста и строения.

Еще в III веке до нашей эры Аристотель доказывал, что вулканический огонь возникает в подземных пустотах из сухих испарений, которые воспламеняются сами собой при сильном разрежении. Ведущую роль в вулканических извержениях он приписывал газам, считая их движущей силой.
Упоминания о вулканах Этна и Стромболи часто встречаются в I веке до нашей эры в произведениях римского философа Сенеки. Причиной вулканических извержений он считал землетрясения.

Впервые на основании греческих источников и собственных наблюдений во время путешествий по Греции, Малой Азии, Египту и Италии подробно описал извержения вулканов древнегреческий географ, отец описательной вулканологии, Страбон, живший в I веке до нашей эры.

Полное и научное описание вулканического извержения было сделано Плинием Младшим за 79 лет до нашей эры. В письмах к римскому историку Тациту он, используя записки своего дяди Плиния Старшего, подробно изложил катастрофическое извержение Везувия. Сам же Плиний Старший погиб при попытке поближе познакомиться с извержением вулкана и помочь охваченным ужасом людям, жившим на склонах вулкана.

Как известно, в средние века развитие естественных наук приостановилось из-за яростного сопротивления церкви, подавлявшей любую научную мысль. Но в эпоху Возрождения научные исследования природных явлений, в частности вулканов, возобновились. Среди людей, занимавшихся вопросами вулканологии, в этот период следует отметить немецкого ученого Агриколу и итальянского ученого Джордано Бруно. Изучая вулканы, они независимо друг от друга пришли к выводу, что близость огнедышащих гор к морям указывает на общность природы вулканов.

В 1665 году со своей точкой зрения о строении Земли и деятельности вулканов выступил Д. Вудворд. Он считал, что недра нашей планеты заполнены водой, питающей моря и океаны: «Не водою ли созданы все горные породы?», — думали тогда сторонники водного происхождения горных пород. Их назвали нептунистами — по имени древнеримского бога воды и покровителя мореплавателей — Нептуна.

По мнению нептунистов, кристаллические породы образовались путем химической кристаллизации из вод «первозданного океана», а слоистые породы представляют собой продукты разрушения кристаллических пород и отложились якобы при «всемирном потопе». Вулканические же породы, как считали нептунисты, образовались в результате каменноугольных пожаров.

Почти через сто лет французский естествоиспытатель Жорж Луи Леклерк Бюффон, обобщив известный в то время фактический материал, создал увлекательную, хотя во многом фантастическую и одностороннюю, теорию развития Земли. Еще в первой своей работе — «Теория Земли» (1749 г.) он выдвинул гипотезу об образовании нашей планеты из сгустка раскаленного солнечного вещества- Затем, исследовав скорость остывания раскаленных чугунных шаров, Бюффон пришел к заключению, что возраст нашей планеты составляет около 75 тысяч лет, о чем и написал в работе «Эпохи природы» (1778 г.). Причем он разделил историю Земли на семь периодов. Подсчеты Бюффона оказались неправильными, но идея разделения истории Земли на длительные периоды была в то время новой и прогрессивной, за что он подвергся жестоким преследованиям церковников.

Бюффон считал горные породы морскими осадками, которые образовывались на протяжении всей истории Земли. Но, объясняя образование рельефа, он преувеличивал значение геологической деятельности моря и недооценивал вулканические и тектонические движения. В этом главным образом и заключалась односторонность теории Бюффона.

В 1788 году шотландский геолог Джемс Геттон написал книгу «Теория Земли». В ней он указывал 1на необходимость строить геологические представления только на основе строгих наблюдений, используя механику, физику и химию. Он также занимался проблемами возникновения Земли и вулканов, в частности вопросом о происхождении гранитных жил. Геттон опровергал точку зрения нептунистов о том, что граниты — «первозданные породы», якобы выкристаллизовавшиеся из вод первичного океана. Гранитные жилы, — говорил Геттон,— образовались в результате разрывов земной коры, которые заполнялись расплавленными гранитом и базальтом, поднявшимися из недр планеты. Изменения осадочных пород под влиянием внутреннего тепла Земли, по его мнению, привели к Образованию кристаллических сланцев, известняков, глинистых сланцев и т.п. Эта точка зрения Геттона положила начало учению о метаморфизме. Образование гор он объяснял вулканизмом. Вопреки Бюффону Геттон определял возраст Земли не тысячами, а миллиардами лет.

Известный немецкий геолог Абраам Готлиб Вернер был сторонником нептунистичсской теории происхождения Земли. Проводя исследования в Саксонских рудных горах, он пытался доказать, что на земном шаре под всеми новейшими породами лежат «первозданные» породы — гранит, порфир, гнейс и т.п. Над ними располагаются слоистые породы и прежде всего базальт. Слоистые породы, по мнению Вернера, выделялись из хаотической жидкости и воды при кристаллизации растворенных в ней солей и образовали ряд горизонтальных пластов, а базальт — самая новая из слоистых пород — составлял первоначально общий покров всех материков. С течением времени под действием разрушительных сил базальт был уничтожен, однако в различных странах остались отдельные «куполы» этой породы.

Вулканическая деятельность, по утверждению Вернера, представляет собой лишь местное явление и в древнейшие периоды жизни Земли не проявлялась. Лавы, изливающиеся из вулканов, он считал результатом плавления пород при каменноугольных пожарах. Вернер создал классификацию минералов и горных пород, имевшую, однако, существенный недостаток, так как она основывалась лишь на внешних признаках минералов. На этот серьезный недостаток классификации Вернера указал русский ученый В. М. Севергин. Он отметил, что классифицировать минералы необходимо по их химическому составу, а не внешним признакам.

В 1809 году В. М. Севергин издал книгу «Опыт минералогического землеописания Российского государства», в которой дал подробные геолого-минералогические сведения о России. У Севергина было свое определенное мнение о происхождении лавы и базальта. Он считал, что базальт, или столбчатый камень, — это одно, горелая порода, происшедшая от действия каменноугольных пожаров, — совершенно другое, а лава входит в особый, третий класс. Лава, говорил он, — это продукт подземного огня, продукт вулканических извержений, ее нельзя отождествлять с базальтом и продуктами каменноугольных пожаров.

Теория происхождения вулканов Л. Буха

Выдающиеся ученики Вернера — Леопольд фон Бух и Александр Гумбольдт проводили исследования за пределами Германии. Л. Бух изучал итальянские действующие вулканы и французские базальтовые области, А. Гумбольдт — вулканы Америки.

Леопольд Бух был первым представителем блестящего периода пробуждения геологии, периода, который характеризуется замечательными успехами, широкими идеями и… крупными ошибками. Л. Бух возглавил движение «бури и натиска» в науке того времени. В начале своей научной деятельности он поддерживал нептунистов. Но позднее, изучая итальянские вулканы и горные породы, а также базальты Оверни во Франции, он усомнился в правоте нептунистов и впоследствии встал на позицию вулканистов.

Леопольд Бух считается основателем научной вулканологии. Свои взгляды он изложил в знаменитом сочинении о Канарских островах. Он пришел к выводу, что лава, туф и конгломерат, лежащие вокруг вулкана в наклонном положении, обязаны этим вздымающей силе извержения. Отсюда вытекал дальнейший вывод — при горообразовательных процессах действуют вулканические силы, образующие «кратеры поднятия». Горы часто сложены массивными породами, обыкновенно не принадлежащими к поверхностным образованиям. Из этого Бух заключил, что массивные породы и есть изверженные массы, не достигшие поверхности земли и обнажившиеся под влиянием разрушительных процессов.

Теория «кратеров поднятия» Л. Буха заинтересовала многих ученых мира. И через некоторое время, наблюдая за действующими вулканами, немецкий естествоиспытатель Юнгхун и американский геолог Дана впервые заметили, что теория «кратеров поднятия» ошибочна, что результаты наблюдений за действующими вулканами не согласуются с этой теорией. .Против теории поднятия решительно выступили английские геологи Чарльз Ляйель, Пуле Скроп и французский геолог Констант Прево.

Теория происхождения вулканов А. Гумбольдта

Значительный вклад в развитие науки о вулканах внес великий путешественник и естествоиспытатель Александр Гумбольдт, близкий друг Леопольда Буха. В 1790 году А. Гумбольдт написал работу под названием «Минералогические наблюдения над некоторыми рейнскими базальтами», в которой поддерживал нептунистов. Несколько позже он меняет свою точку зрения о происхождении базальтов и трактует ее уже с позиций вулка-н истов.
Работы Гумбольдта с большим интересом воспринимались в научных кругах России. Со многими русскими учеными он вел переписку. А в 1829 году Гумбольдт вместе с С. Эренбергом и Г. Розе совершил путешествие по России — через Урал, Алтай, затем до китайской границы и к Каспийскому морю. Материалы экспедиции были опубликованы в 1831 году в его книге «Фрагменты по геологии и климатологии Азии».

Совместно с Л. Бухом А. Гумбольдт изучал вулканы и землетрясения. В работе «Космос» Гумбольдт, касаясь теории «кратеров поднятия», допускает возможность образования конусов путем одного накопления.

Общее землеведение, геофизика, гидрография, естествознание, вулканология — во все эти отделы науки о Земле Гумбольдт внес новые идеи и суммировал множество наблюдений,, обосновывая свои гипотезы. Он был также выдающимся популяризатором научных знаний: путем общедоступных лекций, сочинений пытался сделать науку достоянием широких масс.

Огромный вклад А. Гумбольдта в науку заслуженно оценен народами всего мира. Его именем названы горы в Центральной Азии, Австралии, Новой Зеландии, озеро и река в Соединенных Штатах Америки, ледник в Гренландии, холодное течение у берегов Перу и даже один из кратеров на Луне.

Так, шаг за шагом развивалась наука о вулканических породах и о строении нашей планеты. До сих пор на многие вопросы здесь еще нет окончательного ответа, до сих пор ученые решают в этой области множество проблем. И не только происхождение пород вызывает интерес ученых — вулканологов, не меньше проблем и споров возникает, например, по поводу места вулканических очагов в Земле.

Изучение действующих вулканов не только раскрывает картину строения Земли, но и открывает путь к решению проблемы использования внутриземного тепла, в частности термальных источников. Этот практически неиссякаемый источник тепла в будущем возможно произведет революцию в энергетическом балансе страны и позволит использовать уголь, нефть и газ более эффективно — не как топливо, а в качестве ценнейшего сырья для химической промышленности.

Где находятся вулканы

Вулканы обычно находятся в районах вблизи от границ континентальных плит. Когда под земной корой возникает достаточно мощное давление, на поверхность через различные трещины и расщелины выбрасывается магма — расплавленная горная порода. Магма может остывать и отвердевать в земной коре, а может и пробиваться на поверхность, становясь огнедышащей лавой. Она изливается через тонкие трещины и расщелины или через более широкие отверстия — вулканы. Пар, пыль, газы и осколки кратера вулкана, выброшенные извержением затвердевшей лавой, поднимаются высоко в атмосферу. Если отверстие перекрыто затвердевшей лавой, на склоне вулкана может появиться еще один конус.

Извергающийся вулкан в разрезе

При остывании магмы под поверхностью могут образовываться прочные преграды и залежи новых пластов. Прочные преграды — дайки — образуются в почти вертикальных трещинах, пронизывающих слои горных пород или напластований. Силлы представляют собой застывшие скопления пород, располагающиеся вдоль пластов.

Формы вулканов

конические и щитовидные формы вулканов

Форма вулкана зависит от типа лавы, от того, как далеко она растекается, а также от силы взрыва. Вязкая лава — очень густая; она быстро застывает вокруг жерла, образуя крутой конус. Жидкая лава течет очень быстро и может растекаться на несколько километров от кратера, прежде чем начнет остывать. Когда извержение заканчивается, магма в канале и кратере затвердевает, образуя прочную «пробку». Действующие вулканы могут извергаться очень часто или, напротив, «отдыхать» в течение длительного времени. Мертвые или потухшие, вулканы уже не извергаются.

Виды извержений

Когда в земной коре возникает значительное давление, газы и магма извергаются из недр Земли через канал и кратер вулкана. При этом в воздух выбрасываются пыль, пепел и мелкие камни. Иногда взрыв бывает настолько сильным, что приводит к разрушению всего вулкана, оставляя на его месте огромный кратер — так называемую кальдеру. Но не все извержения бывают столь мощными. Когда жидкая лава быстро растекается из кратера, газы легко поднимаются на поверхность и вырываются из жерла.

Щитовидные вулканы, например вулканы на Гавайях, выбрасывают огромные фонтаны жидкой лавы. Газы в вязкой магме с силой вырываются на поверхность. При этом часто происходят взрывы в каналах, и в воздух поднимаются тучи пепла.

Прогнозирование извержений вулканов

Предсказать извержение вулкана очень трудно, так как всякий раз это происходит по-разному. В старину, например, определяли это по различным признакам, таким как появление новых выпуклостей на склонах вулкана. В наши дни разработаны более точные методы прогнозирования. Ученые могут теперь с помощью спутников определять местоположение «горячих точек» глубоко в недрах Земли.

Горячие источники, гейзеры и фумаролы

В зонах активной вулканической деятельности сильно разогретые участки мантии находятся сравнительно близко к поверхности. Подземные волы нагреваются при контакте с раскаленными породами и выплескиваются на поверхность через трещины в коре. Так образуются горячие источники.

Гейзеры — подземные ключи, с силой выбрасывающие струи горячей воды и пара. Вулканические газы и отверстия, через которые они вырываются на поверхность, называются фумаролами.

Извержение Везувия

В 79 г. н. э. в Италии произошло мощное извержение вулкана Везувий. Тучи вулканического пепла и ядовитых газов закрыли небо над близлежащими селениями и городами. Город Помпеи оказался погребенным под шестиметровым слоем пепла. Начатые в 1711 г. раскопки показали, что толща пепла как бы «законсервировала» город, и все здания и предметы сохранились именно в таком виде, как и в момент извержения Везувия. Позже происходили многочисленные извержения Везувия, но ни одно из них не могло сравниться с извержением 79 г.

Польза от вулканов

Породы, образовавшиеся при извержениях вулканов, принято называть вулканическими породами. Многие из них содержат руды ценных металлов, золото и медь, минералы, например алмазы. Несмотря на постоянную угрозу новых извержений, крестьяне близлежащих селений трудятся на полях, используя плодородный вулканический пепел в качестве удобрения.

пенная лава выходит из модели вулкана Как сделать модель вулкана

Чтобы самим изготовить модель вулкана, вам потребуется сода (бикарбонат натрия), вода, три столовых ложки уксуса, красный пищевой краситель, стеклянная пробирка, вата, песок или мелко просеянная земля.

Последовательность действий:

1. Насыпьте чайную ложку соды в пробирку. Долейте в нее теплой воды на треть. Тщательно встряхните и перемешайте. Встряхивая пробирку, плотно прикройте ее пальцем.

2. Добавьте пять капель моющей жидкости и три капли пищевого красителя, чтобы придать «лаве» естественный цвет. Еще раз перемешайте смесь. Закройте пробирку ватой.

3. Из песка или земли сделайте «вулкан» вокруг пробирки, так, чтобы он доходил до ее горлышка. Вата не даст песку попасть в пробирку.

4. Пипеткой влейте в пробирку немного уксуса. Увидите, как смесь начнет пениться и извергаться, словно лава из вулкана.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.